導入
マイニングは、プルーフ・オブ・ワーク ブロックチェーンのセキュリティに不可欠です。特定の特性を持つハッシュを計算することで、参加者は中央機関を必要とせずに暗号通貨ネットワークを保護できます。
2009 年にビットコインが初めて発売されたとき、通常の PC を持っている人は誰でも、次のブロックの有効なハッシュを推測するために他のマイナーと競争することができました。それは採掘難易度が低かったからです。ネットワーク上のハッシュ レートはそれほど高くありませんでした。そのため、ブロックチェーンに新しいブロックを追加するために特殊なハードウェアは必要ありませんでした。
1 秒あたりに最も多くのハッシュを計算できるコンピューターが、より多くのブロックを見つけるのは当然です。そして、これがエコシステムに大きな変化をもたらしました。マイナーたちは、競争上の優位性を獲得しようと、一種の軍拡競争に突入しました。
さまざまな種類のハードウェア（CPU、GPU、FPGA）を繰り返し検討した後、ビットコインマイナーは ASIC（特定用途向け集積回路）に落ち着きました。これらのマイニングデバイスでは、Binance Academy を閲覧したり、猫の写真をツイートしたりすることはできません。
名前が示すように、ASIC はハッシュの計算という単一のタスクを実行するために構築されています。しかし、この目的のために特別に設計されているため、そのタスクを非常にうまく実行します。実際、非常に優れているため、ビットコインのマイニングに他の種類のハードウェアを使用することは非常にまれになっています。
マイニングプールとは何ですか?
優れたハードウェアでも、限界があります。高性能の ASIC を複数実行したとしても、ビットコイン採掘の海のほんの一滴に過ぎません。ハードウェアとそれを実行するのに必要な電力に多額の費用を費やしたとしても、実際にブロックを採掘できる可能性は非常に低いです。
ブロック報酬がいつ支払われるか、あるいは支払われるかどうかさえ保証されていません。安定した収益を求めているなら、マイニング プールの方がはるかに良いでしょう。
あなたと他の 9 人の参加者が、それぞれネットワーク全体のハッシュ パワーの 0.1% を所有しているとします。つまり、平均すると、1,000 ブロックに 1 つのブロックが見つかることになります。1 日に 144 ブロックが採掘されると推定されるため、おそらく 1 週間に 1 つのブロックが見つかることになります。キャッシュ フローとハードウェアおよび電力への投資に応じて、この「ソロ マイニング」アプローチは実行可能な戦略になる可能性があります。
しかし、この収益が利益を上げるのに十分でない場合はどうでしょうか? 先ほど述べた他の 9 人の参加者と力を合わせることができます。皆さんのハッシュパワーを合わせると、ネットワークのハッシュレートの 1% を占めることになります。つまり、平均して 100 ブロックに 1 つ見つけられることになり、1 日あたり 1 ～ 2 ブロックという計算になります。その後、報酬を分割して、参加しているマイナー全員で共有することができます。
簡単に言えば、マイニング プールについて説明しました。マイニング プールは、メンバーに安定した収入を保証するため、現在では広く使用されています。
マイニングプールはどのように機能しますか?
通常、マイニング プールには、マイナーの組織化を担当するコーディネーターがいます。コーディネーターは、マイナーが同じブロックを作成しようとしてハッシュ パワーを無駄にしないように、マイナーが nonce に異なる値を使用していることを確認します。これらのコーディネーターは、報酬を分割して参加者に支払う責任も負います。各マイナーが行った作業を計算し、それに応じて報酬を与えるために使用される方法はいくつかあります。
ペイ・パー・シェア（PPS）マイニングプール
最も一般的な支払い方式の 1 つは、Pay-Per-Share (PPS) です。このシステムでは、提出した「シェア」ごとに固定額を受け取ります。
シェアとは、各マイナーの作業を追跡するために使用されるハッシュです。シェアごとに支払われる金額はわずかですが、時間の経過とともに増加します。シェアはネットワーク内で有効なハッシュではないことに注意してください。これは、マイニング プールによって設定された条件に一致するハッシュにすぎません。
PPS では、プールがブロックを解決したかどうかに関係なく報酬が支払われます。プール オペレーターがリスクを負うため、ユーザーから前払いするか、最終的なブロック報酬からかなりの手数料を請求する可能性があります。
完全配当（FPPS）
FPPS モデルは PPS システムを使用しますが、プール参加者も取引手数料の一部を受け取ります。FPPS は、最近の期間の標準的なネットワーク取引の平均を取得し、提出されたシェアに基づいてこれを分配することでこれを計算します。
ペイ・パー・ラスト・N・シェア（PPLNS）マイニングプール
もう 1 つの人気のスキームは、Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS) です。PPS とは異なり、PPLNS はプールがブロックを正常にマイニングした場合にのみマイナーに報酬を与えます。プールがブロックを見つけると、送信された最後の N 個のシェア数をチェックします (N はプールによって異なります)。支払い額を計算するには、送信されたシェア数を N で割り、その結果にブロック報酬 (オペレーターの取り分を差し引いたもの) を掛けます。
例を挙げてみましょう。現在のブロック報酬が 12.5 BTC (取引手数料なしと仮定) で、オペレーターの手数料が 20% の場合、マイナーが受け取れる報酬は 10 BTC です。N が 1,000,000 で、50,000 株を提供した場合、利用可能な報酬の 5% (または 0.5 BTC) を受け取ります。
これら 2 つのスキームにはいくつかのバリエーションがありますが、最もよく耳にするのはこの 2 つです。ここでは Bitcoin について説明していますが、最も人気のある PoW 暗号通貨のほとんどにもマイニング プールがあることに注意してください。例としては、Zcash、Monero、Grin、Ravencoin などがあります。
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マイニングプールは分散化に対する脅威でしょうか?
この記事を読んでいると、頭の中で警鐘が鳴っているかもしれません。ビットコインがこれほど強力なのは、ブロックチェーンを単一の主体が管理していないからではないでしょうか。誰かがハッシュパワーの過半数を獲得したらどうなるのでしょうか。
これらは非常に妥当な疑問です。単一の組織がネットワークのハッシュパワーの 51% を取得できれば、51% 攻撃を仕掛けることができます。これにより、トランザクションを検閲し、古いトランザクションを元に戻すことが可能です。このような攻撃は、暗号通貨のエコシステムに甚大な損害を与える可能性があります。
マイニング プールは 51% 攻撃のリスクを高めますか? 答えは「可能性は高いが、そうはならない」です。
2020年4月16日のプール別ハッシュレートの24時間の内訳。出典：coindance.com
理論上は、上位 4 つのプールが共謀してネットワークを乗っ取ることも可能です。しかし、それはあまり意味がありません。たとえ攻撃に成功したとしても、彼らの行動がシステムを弱体化させるため、ビットコインの価格はおそらく急落するでしょう。その結果、彼らが獲得したコインはすべて価値を失うことになります。
さらに、プールは必ずしもマイニング機器を所有しているわけではありません。エンティティはマシンをコーディネーターのサーバーに向けますが、他のプールに移行することは自由です。エコシステムを分散化しておくことは、参加者とプール運営者の両方にとって最善の利益です。結局のところ、マイニングが利益を生み続ける場合にのみ、彼らは利益を生みます。
プールが心配なサイズにまで成長したケースがいくつかありました。通常、プール (およびそのマイナー) はハッシュ レートを下げる措置を講じます。
最後に
最初のマイニング プールの導入により、暗号通貨のマイニングの状況は一変しました。マイニング プールは、より安定した支払いを望むマイナーにとって非常に有益です。さまざまなスキームが用意されているので、自分のニーズに最適なスキームが必ず見つかります。
理想的な世界では、ビットコインのマイニングはもっと分散化されているはずです。しかし、今のところは「十分に分散化されている」と言えるでしょう。いずれにせよ、長期的には、単一のプールがハッシュ レートの過半数を獲得しても誰も利益を得られません。参加者はおそらくそれを防ぐでしょう。結局のところ、ビットコインはマイナーではなくユーザーによって運営されているのです。
